懷疑小蘭的高中英語教師朱蒂是黑衣組織的成員而拜訪公寓的服部平次與柯南，遇上朱蒂隔壁房間的主人高井墜樓摔死的案件。確信密室狀態的臥室從窗戶墜落的高井不是自殺而是他殺的兩人，在臥室調查中的平次接到和葉從大版打來的電話而明白犯罪手段的平次加上高井留下的證據。兩人向目暮警官建議在臥室重現案發。

如果電話一直沒人接，黑暗組織必將有所行動，于是柯南拿起電話利用變聲領結和沃克商量交易的時間和地點，將交易時間提前之后，阿笠博士和柯南立刻開車返回東京，不料車子居然爆胎，就在這時，路上駛來一輛車，搭上順車的柯南發現車里的一男一女很是古怪，疑似新聞里所說的珠寶大盜，途中，他們還遇到了群馬縣警察臨時檢查，不過柯南并沒有揭穿他們，難道柯南就這樣讓他們逃脫警方的追捕逍遙法外？

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。

光彥暑假沒有來做廣播體操，柯南他們造訪光彥家，得知光彥一早就出去一個人去野營。實在沒有理由來解釋光彥的單獨行動。柯南他們一路上問過去，才知道光彥搭乘巴士與電車來到群馬縣的一個小站。而且似乎是進入了森林。柯南他們用追蹤眼鏡開路，卻遇到了群馬縣的警察他們。柯南他們得知之前連續殺人犯沼淵己一郎也逃到這個森林中，不由得為光彥擔心起來！

從現場調查回來以后，柯南已經知道了兇手的犯案手法并且還找到了決定性的證據，萬事俱備，柯南用花言巧語讓小五郎做了特別辯護人，開庭前柯南還在妃英理面前重現殺人手法。妃英理和九條的對戰再度打響，柯南本想讓小五郎自己發揮，可他卻越幫越忙，于是，柯南以慣用手法將他麻醉，在法庭上揭露真兇。